[发明专利]一种高浓度酸中脱汞的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种高浓度酸中脱除汞的装置及方法，利用硫化氢和射流技术快速脱除酸浓度30％以上酸中的汞，处理后的盐酸中汞浓度低于0.05mg/L，处理过程对酸的品质不产生影响，属于化工环保领域。 

背景技术

汞是重要的重金属元素，又称水银，是一种银白色，常温下唯一成液态的金属。据统计世界上有80多种工业以汞为原料，汞的用途则多达3000多种。排入水体中的汞及其化合物，经物理、化学及生物作用形成各种形态的汞，甚至会转化成毒性很大的甲基类化合物。1953年发生在日本的水俣病就是由化工厂排放的氯化甲基汞污染水域所造成的。 

针对含汞废水其传统的处理方法主要有化学沉淀法、金属还原法、活性炭吸附法、离子交换法、电解法、微生物法等。 

化学沉淀法是应用较普遍的一种汞处理方法，能处理不同浓度、不同种类的汞盐，常用的方法有混凝沉淀法和硫化物沉淀法两种。 

混凝沉淀法其原理是在含汞废水中加入混凝剂(石灰、铁盐、铝盐)，在pH为8～10的弱碱性条件下，形成氢氧化物絮凝体，对汞有絮凝作用，使汞共沉淀析出。硫化物沉淀法利用弱碱性条件下Na₂S，MgS中的S^2-与Hg⁺/Hg²⁺之间有较强的亲和力，生成溶度极小的硫化汞沉淀而从溶液中除去。 

电解法是利用金属的电化学性质，在直流电作用下，汞化合物在阳极离解成汞离子，在阴极还原成金属汞，而除去废水中的汞。但这种方法缺点是水中的汞离子浓度不能降得很低。所以，电解法不适用于处理含低浓度的汞离子废水，并且此种方法电耗大，投资成本高，容易产生汞蒸汽，形成二次污染。 

离子交换法与沉淀法和电解法相比，它能从溶液中去除低浓度的汞离子。离子交换法在离子交换器中进行，用大孔巯基(-SH)离子交换树脂吸附汞离子，达到去除水中汞离子的目的。这个过程是可逆的，离子交换树脂可以再生，一般用于二级处理。树脂的洗脱用40倍树脂体积的浓盐酸，洗脱率90％。但该法受废水中杂质的影响以及交换剂品种、产量和成本的限制。 

吸附法除汞主要有，活性炭吸附法，甲壳素吸附法、沸石分子筛吸附法，改性膨润土吸附法，粉煤灰吸附法，玉米芯粉吸附法和谷壳灰吸附法。改性后的稻米壳、甘蔗渣、大豆壳、锯末、椰子壳、花生壳、苹果核以及飞灰都能用来作为吸附剂处理汞。活性炭具有极大的表面积，在活化过程中形成一些含氧官能团(-COOH，-OH，-C＝O)使活性炭具有化学吸附和催化氧化、还原的性能，能有效去除重金属。用活性炭处理含汞量较高的废水，可以得到很高的去除率(85％～99％)。处理含汞量较低的废水，虽然去除率不够高，但可以得到含汞量很低的出水。 

羊毛吸收法是利用羊毛是一种蛋白质，构成蛋白质的氨基酸中含有胱氨酸，它与二硫化物结合使羊毛分子交联，但这种结合可通过还原反应，加水分解、酶等作用被切断成巯基，而汞等重金属容易和巯基反应，因此持有巯基的改性羊毛能够捕集重金属。改性羊毛对微量汞有很好的捕集能力，目前必需研究出吸附了汞的羊毛的后处理方法。 

还原法是根据电极电位理论，利用铜、锌、铝、镁、锰等毒性小而电极电位又低的金属(屑或粉)从废水中置换汞离子，其中以铁、锌效果较好。例如铁屑还原法中，pH在7～8时处理效果较好，大约40kg工业铁粉可去除1kg汞。金属还原法适用于处理成分单一的含汞废水，其反应速率较高，可直接回收金属汞，但脱汞不完全，需和其他方法结合使用。 

溶剂萃取法使用溶剂萃取废水中的微量汞，用含有三异辛胺的二甲苯溶液，将HgCl42-以络合物的形式萃取出来，然后在水溶液中反萃取。该方法只能用于少量的含汞废水。 

微生物法与传统的物理化学方法相比，它具有以下优点：运行费用低，需处理的化学或生物污泥量少；去除极低浓度重金属离子的废液效率高；操作pH及温度范围宽(pH3～9，温度4～90℃)；高吸附率，高选择性。并且，微生物法处理汞质量浓度为1～100mg/L的废水时特别有效。微生物法弥补了现有工艺不能将污水中汞离子质量分数降至10^-9级的不足，它将以其新颖、独特的优势受到越来越多的重视。 

上述方法主要处理的对象为含汞重金属废水，或低酸度含汞废水，但对于质量分数高达30％以上的酸，且处理过程不能影响处理后酸的品质，上述常规方法均无法实现。 

发明内容

本发明的目的是提供一种简单，高效的高浓度酸中脱汞的方法及其装置。 

本发明高浓度酸中脱汞的方法，包括以下步骤：